DE102021124666A1

DE102021124666A1 - Screw device for producing a screw connection and method for producing a screw connection

Info

Publication number: DE102021124666A1
Application number: DE102021124666.0A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Rienecker
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-09-23
Filing date: 2021-09-23
Publication date: 2023-03-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schraubvorrichtung (10) zum Erzeugen einer Schraubverbindung (12) zwischen zumindest einem ersten Element (14) und einem zweiten Element (18), wobei die Schraubvorrichtung (10) eine Sensoreinrichtung (18) aufweist, welche zum Erfassen eines die Schraubverbindung (12) charakterisierenden Parameters ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (18) zum Erfassen eines elektrischen Übergangswiderstands (20) der Schraubverbindung (12) als der charakterisierende Parameter ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren.The invention relates to a screwing device (10) for producing a screwed connection (12) between at least one first element (14) and a second element (18), the screwing device (10) having a sensor device (18) which is used to detect a screw connection (12) characterizing parameter, characterized in that the sensor device (18) is designed to detect an electrical contact resistance (20) of the screw connection (12) as the characterizing parameter. The invention also relates to a method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubvorrichtung zum Erzeugen einer Schraubverbindung zwischen zumindest einem ersten Element und einem zweiten Element gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen einer Schraubverbindung.The invention relates to a screw device for producing a screw connection between at least a first element and a second element according to the preamble of patent claim 1. The invention also relates to a method for producing a screw connection.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass in der Montage Verbindungen, insbesondere Schraubverbindungen, hergestellt werden, welche beispielsweise zum Verbinden von zwei Elementen, beispielsweise von zwei Bauelementen, genutzt wird. Ferner ist bekannt, dass es Verbindungen gibt, über die später Strom, beispielsweise eines Bordnetz, fließt. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass ein Übergangswiderstand gemessen werden kann, wobei dieser abhängig ist von dem Material und der Verbindungsqualität. Der Übergangswiderstand wird dabei im Stand der Technik manuell gemessen. Bei nicht korrekten Verbindungen, insbesondere bei nicht korrekten Schraubverbindungen, kann dies zu einem hohen Übergangswiderstand führen, welcher später zu Funktionsstörungen führen kann. Dies kann beispielsweise bei Schraubverbindungen eines elektrisches Bordnetz betreffend zu Feuer oder Funken führen.It is known from the prior art that connections, in particular screw connections, are produced during assembly, which are used, for example, to connect two elements, for example two components. It is also known that there are connections via which current, for example an on-board network, will later flow. In particular, it is provided that a contact resistance can be measured, this being dependent on the material and the connection quality. The contact resistance is measured manually in the prior art. In the case of incorrect connections, particularly incorrect screw connections, this can lead to a high contact resistance, which can later lead to malfunctions. This can lead to fire or sparks, for example, in the case of screw connections of an on-board electrical system.

Die EP 072 4935 B1 offenbart eine Schraubvorrichtung, insbesondere Handschrauber, mit einem drehzahlvariablen Antriebsmotor, mit einem Antriebsmotor angetriebenen, ein impulsförmiges momentabgebenden Impulsschlagwerk und mit Mitteln zum Erfassen wenigstens einer ein Verschraubungsmoment einer Schraubverbindung und/oder ein Abgeben des Moment des Impulsschlagwerks charakterisierenden Kenngröße während oder nach wenigstens einer Impulsabgabe, wobei die Schraubvorrichtung eine Steuereinrichtung aufweist, in der die ermittelte Kenngröße auswertbar ist und mittels der eine Antriebsgröße der Schraubvorrichtung, beispielsweise eine Antriebs- Solldrehzahl des Antriebsmotors, in Abhängigkeit des Wertes der Kenngröße festlegbar ist, wobei der Antriebsmotor elektrisch betrieben ist und nach Erreichen eines Sollwertes der Kenngröße ein Abbruch des Schraubvorgangs vorgesehen ist.The EP 072 4935 B1 discloses a screwing device, in particular a hand-held screwdriver, with a variable-speed drive motor, with a drive motor-driven, a pulsed moment-emitting impulse impact mechanism and with means for detecting at least one parameter characterizing a screwing torque of a screw connection and/or an emission of the moment of the impulse impact mechanism during or after at least one pulse emission, wherein the screwing device has a control device in which the determined parameter can be evaluated and by means of which a drive variable of the screwing device, for example a target drive speed of the drive motor, can be defined as a function of the value of the parameter, with the drive motor being operated electrically and after a target value has been reached the parameter is intended to abort the screwing process.

Die DE 3938 787 A1 offenbart einen Elektroschrauber mit einer Vorrichtung zur Erfassung des Drehmoments eines von einem Elektromotor angetriebenen Antriebsmoments und mit einer Bremseinrichtung, die beim Erreichen eines vorgebbaren Drehmoments die Drehung des Antriebselements mittels einer elektrischen Bremsschaltung stoppt, wobei ein das Drehmoment mechanisch erfassenden Drehmomentsensor die Abgabe eines Bremssignals bewirkt.The DE 3938 787 A1 discloses an electric screwdriver with a device for detecting the torque of a drive torque driven by an electric motor and with a braking device which stops the rotation of the drive element by means of an electrical braking circuit when a predefinable torque is reached, with a torque sensor mechanically detecting the torque causing a braking signal to be emitted.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Schraubvorrichtung sowie ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem eine verbesserte Schraubverbindung hergestellt werden kann.The object of the present invention is to provide a screw device and a method by means of which an improved screw connection can be produced.

Diese Aufgabe wird durch eine Schraubvorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Schraubvorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a screwing device and a method for producing a screwing device according to the independent patent claims. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Schraubvorrichtung zum Erzeugen einer Schraubverbindung zwischen zumindest einem ersten Element und einem zweiten Element, wobei die Schraubvorrichtung eine Sensoreinrichtung aufweist, welche zum Erfassen eines die Schraubverbindung charakterisierenden Parameters ausgebildet ist.One aspect of the invention relates to a screwing device for producing a screwed connection between at least a first element and a second element, the screwing device having a sensor device which is designed to detect a parameter characterizing the screwed connection.

Es ist dabei vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung zum Erfassen eines elektrischen Übergangswiderstands der Schraubverbindung als der charakterisierende Parameter ausgebildet ist.It is provided that the sensor device is designed to detect an electrical contact resistance of the screw connection as the characterizing parameter.

Insbesondere kann somit der elektrische Übergangswiderstand erfasst werden, welcher charakteristisch für die Schraubverbindung ist. Insbesondere kann somit, ohne ein Drehmoment erfassen zum müssen, der elektrische Übergangswiderstand erfasst werden, wodurch verbessert eine Schraubverbindung hergestellt werden kann. Insbesondere ist der elektrische Übergangswiderstand dabei unabhängig vom Drehmoment. Insbesondere bei beispielsweise einem elektrischen Bordnetz beziehungsweise bei Schraubverbindungen innerhalb des elektrischen Bordnetzes, insbesondere innerhalb des Strompfades, ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Schraubverbindung einen vorgegebenen Übergangswiderstand aufweist, welche durch die vorliegende Schraubvorrichtung direkt gemessen werden kann. Es erfolgt somit das manuelle Erfassen des Übergangswiderstands, wodurch ein automatisierter Prozess zum Erzeugen der Schraubverbindung realisiert werden kann. Insbesondere kann somit eine Überwachung der Schraubverbindung realisiert werden.In particular, the electrical contact resistance, which is characteristic of the screw connection, can thus be detected. In particular, the electrical contact resistance can thus be detected without having to detect a torque, as a result of which a screw connection can be produced in an improved manner. In particular, the electrical contact resistance is independent of the torque. Particularly in the case of, for example, an on-board electrical system or screw connections within the on-board electrical system, in particular within the current path, it is of crucial importance that the screw connection has a predetermined contact resistance, which can be measured directly by the present screwing device. The contact resistance is thus manually recorded, as a result of which an automated process for producing the screw connection can be implemented. In particular, the screw connection can thus be monitored.

Bei der Schraubvorrichtung kann es sich beispielsweise um einen elektrisch betriebenen Schrauber, einen pneumatisch beschriebenen Schrauber oder dergleichen handeln. Bei einer elektrisch betriebenen Schraubvorrichtung kann der elektrische Energiespeicher der Schraubvorrichtung zum Durchführen der Übergangswiderstandsmessung genutzt werden. Bevorzugt ist die Schraubvorrichtung derart bereitgestellt, dass diese von einem Nutzer manuell genutzt werden kann. Alternativ kann die Schraubvorrichtung auch beispielsweise einem Roboterarm bereitgestellt werden.The screwing device can be, for example, an electrically operated screw driver, a pneumatically described screw driver or the like. In the case of an electrically operated screwing device, the electrical energy store of the screwing device can be used to carry out the contact resistance measurement. The screwing device is preferably provided in such a way that it can be used manually by a user. Alternatively, the screw device can also be provided, for example, a robot arm.

Insbesondere wird somit nach der Herstellung beziehungsweise während der Herstellung der Schraubverbindung in der Fertigung der Übergangswiderstand der Schraubverbindung in der Fertigung gemessen. Die Messapparatur beziehungsweise die Sensoreinrichtung ist dabei als Teil der Schraubvorrichtung, beispielsweise des Elektroschraubers, ausgebildet. Wenn sich der Übergangswiderstand dann wiederum in einem vorgegebenen Bereich befindet, ist die Schraubverbindung in Ordnung, wobei diese dann nicht nachgearbeitet werden muss. Je niedriger dabei der Übergangswiderstand ist, desto fester ist die Schraubverbindung. Je höher der Übergangswiderstand ist, desto lockerer ist die Schraubverbindung. Insbesondere sinkt somit er Übergangswiderstand über den Schraubvorgang von einem hohen Übergangswiderstand zu einem niedrigeren Übergangswiderstand.In particular, the contact resistance of the screw connection is thus measured during production after the production or during the production of the screw connection. The measuring apparatus or the sensor device is designed as part of the screwing device, for example the electric screwdriver. If the contact resistance is then in a specified range, the screw connection is OK, and it does not have to be reworked. The lower the contact resistance, the tighter the screw connection. The higher the transition resistance, the looser the screw connection. In particular, the contact resistance drops from a high contact resistance to a lower contact resistance during the screwing process.

Als Beispiel kann eine 48 Volt Bordnetzleitung in einem Kraftfahrzeug verschraubt werden, wobei direkt nach beziehungsweise während der Verschraubung die Schraubverbindung kontaktiert und der Übergangswiderstand gemessen werden kann. Der Übergangswiderstand kann insbesondere auch als Kontaktwiderstand beziehungsweise Kontaktübergangswiderstand bezeichnet werden, wobei dieser einen elektrischen Widerstand einer elektrischen Kontaktfläche beschreibt, insbesondere vorliegend zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element. Insbesondere kann sich der Kontaktübergangswiderstand beziehungsweise der Übergangswiderstand aus der Summe der beiden Anteile Engewiderstand und Fremdschichtwiderstand zusammensetzen. Neben dem aufgeführten Beispiel sind auch nicht stromführende Schraubverbindungen durch eine Prüfung des Übergangswiderstands überprüfbar.As an example, a 48-volt on-board power supply line can be screwed into a motor vehicle, with the screw connection making contact directly after or during screwing and the contact resistance being measured. The transition resistance can in particular also be referred to as contact resistance or contact transition resistance, this describing an electrical resistance of an electrical contact surface, in particular in the present case between the first element and the second element. In particular, the contact transition resistance or the transition resistance can be made up of the sum of the two portions of constriction resistance and foreign layer resistance. In addition to the example given, non-current-carrying screw connections can also be checked by testing the contact resistance.

Beispielsweise kann eine Vierleitermessung mittels der Schraubvorrichtung durchgeführt werden, um den Übergangswiderstand zu erfassen.For example, a four-wire measurement can be carried out using the screw device in order to record the contact resistance.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform weist die Schraubvorrichtung eine elektronische Recheneinrichtung auf, wobei die Schraubvorrichtung beziehungsweise die elektronische Recheneinrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem erfassten Übergangswiderstand einen Schraubvorgang zum Erzeugen der Schraubverbindung zu unterbrechen. Beispielsweise kann nach einem Erreichen eines vorgegebenen Übergangswiderstandsschwellwert der Schraubvorgang automatisiert unterbrochen werden. Insbesondere kann der vorgegebene Übergangswiderstand beispielsweise eingestellt werden, und nach dem Erreichen des Übergangswiderstands automatisiert der Schraubvorgang unterbrochen werden. Somit kann eine gezielte und automatisierte Schraubverbindung hergestellt werden, welche vorgegebenen Ansprüchen entspricht.According to an advantageous embodiment, the screwing device has an electronic computing device, wherein the screwing device or the electronic computing device is designed to interrupt a screwing process for producing the screwed connection as a function of the detected contact resistance. For example, after a predetermined contact resistance threshold value has been reached, the screwing process can be automatically interrupted. In particular, the predetermined contact resistance can be set, for example, and after the contact resistance has been reached, the screwing process can be interrupted automatically. In this way, a targeted and automated screw connection can be produced that meets the specified requirements.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die Schraubvorrichtung eine elektronische Recheneinrichtung aufweist und dazu ausgebildet ist, den erfassten Übergangswiderstand abzuspeichern. Insbesondere wird der erfasste Übergangswiderstand mit der entsprechenden Schraubverbindung, beispielsweise mit einer Seriennummer der Schraubverbindung, beziehungsweise mit einer Seriennummer des ersten Elements und des zweiten Elements abgespeichert oder des dazugehörigen Prozessschrittes. Somit kann eine Nachverfolgung und Protokollierung der Schraubverbindung realisiert werden, was für nachgeschaltete Prozesse beziehungsweise eine Qualitätserfassung von entscheidender Bedeutung ist.It is also advantageous if the screwing device has an electronic computing device and is designed to store the recorded contact resistance. In particular, the contact resistance recorded is stored with the corresponding screw connection, for example with a serial number of the screw connection or with a serial number of the first element and the second element or of the associated process step. This means that the screw connection can be tracked and logged, which is of crucial importance for downstream processes or quality recording.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die Schraubvorrichtung dazu ausgebildet, einen aktuellen Umgebungsparameter der Schraubvorrichtung bei der Erfassung des Übergangswiderstands zu berücksichtigen. Insbesondere ist der elektrische Übergangswiderstand von Umgebungsparametern, wie beispielsweise Temperatur, abhängig. Durch die Berücksichtigung, beispielsweise die Erfassung der Umgebungsparameter, kann somit zuverlässig der Übergangswiderstand bestimmt werden und eine zuverlässige Schraubverbindung somit erzeugt werden.In an advantageous embodiment, the screwing device is designed to take into account a current environmental parameter of the screwing device when detecting the contact resistance. In particular, the electrical contact resistance depends on environmental parameters such as temperature. By taking into account, for example the detection of the environmental parameters, the contact resistance can thus be reliably determined and a reliable screw connection can thus be produced.

Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schraubvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine aktuelle Temperatur und/oder eine aktuelle Luftfeuchtigkeit als Umgebungsparameter und/oder Materialeigenschaften der Schraubverbindung zu berücksichtigen. Insbesondere auf Basis der aufgezählten Umgebungsparameter beziehungsweise Materialeigenschaften kann somit zuverlässig der Übergangswiderstand bestimmt werden und die Qualität und Güte der Schraubverbindung bestimmt werden. Furthermore, it has proven to be advantageous if the screwing device is designed to take into account a current temperature and/or a current humidity as environmental parameters and/or material properties of the screw connection. In particular on the basis of the listed environmental parameters or material properties, the contact resistance can thus be reliably determined and the quality and quality of the screw connection can be determined.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schraubvorrichtung eine Warneinrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem erfassten Übergangswiderstand eine Warnmeldung für einen Nutzer der Schraubvorrichtung auszugeben. Beispielsweise kann die Warneinrichtung ein akustisches oder haptisches Warnsignal ausgeben. Insbesondere sollte beispielsweise ein vorgegebener Übergangswiderstand nicht erreicht werden, so kann eine entsprechende Warnmeldung für den Nutzer ausgegeben werden. Alternativ oder ergänzend kann bei Erreichen des vorgegebenen Übergangswiderstands ebenfalls eine Meldung für den Nutzer ausgegeben werden, sodass dieser über eine In-Ordnung Schraubverbindung in Kenntnis gesetzt ist und beispielsweise den Schraubvorgang unterbrechen kann.It has also proven to be advantageous if the screwing device has a warning device which is designed to output a warning message for a user of the screwing device as a function of the detected contact resistance. For example, the warning device can output an acoustic or haptic warning signal. In particular, if, for example, a specified contact resistance is not reached, a corresponding warning message can be issued to the user. Alternatively or in addition, a message can also be issued to the user when the specified contact resistance is reached, so that the user is informed about an OK screw connection and can, for example, interrupt the screwing process.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist die Schraubvorrichtung eine Anzeigeeinrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, den erfassten Übergangswiderstand auf der Anzeigeeinrichtung für einen Nutzer der Schraubvorrichtung auszugeben. Beispielsweise kann die Anzeigeeinrichtung in Form eines Displays ausgebildet sein. Es kann dann beispielsweise eine Kurve des erfassten Übergangswiderstands angezeigt werden, sodass der Nutzer überprüfen kann, ob die Schraubverbindung entsprechend eine Güte aufweist. Somit kann eine Überwachung der Schraubverbindung durch den Nutzer realisiert werden.In a further advantageous embodiment, the screwing device has a display device which is designed to output the recorded contact resistance on the display device for a user of the screwing device. For example, the display device can be in the form of a display. A curve of the recorded contact resistance can then be displayed, for example, so that the user can check whether the screw connection is of the appropriate quality. This allows the user to monitor the screw connection.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die Schraubvorrichtung eine weitere Erfassungseinrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, ein aktuelles Drehmoment der Schraubverbindung zu erfassen. Insbesondere können somit alternativ oder ergänzend das Drehmoment und der Übergangswiderstand erfasst werden. Somit kann ein weiterer Parameter, nämlich das Drehmoment, erfasst werden, wobei dadurch ebenfalls die Güte der Schraubverbindung erfasst werden kann.According to a further advantageous embodiment, the screwing device can have a further detection device which is designed to detect a current torque of the screw connection. In particular, the torque and the transition resistance can thus be recorded alternatively or additionally. A further parameter, namely the torque, can thus be recorded, with the quality of the screw connection also being able to be recorded as a result.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schraubvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Schraubverbindung als In-Ordnung zu charakterisieren, wenn der erfasste Übergangswiderstand einen vorgegebenen Widerstandsschwellwert überschreitet und wenn das erfasste Drehmoment einen vorgegebenen Drehmomentschwellwert überschreitet. Insbesondere kann somit die Güte der Schraubverbindung zuverlässig bestimmt werden, indem sowohl der erfasste Übergangswiderstand als auch das erfasste Drehmoment vorgegebene Schwellwert überschreitet. Insbesondere weist di Schraubverbindung einen niedrigen Übergangswiderstand und einen hohes Drehmoment auf, wenn die Schraubverbindung in-Ordnung ist. Insbesondere können beide Parameter, also der Übergangswiderstand und das erfasste Drehmoment entsprechend abgespeichert werden und beispielsweise für eine Überwachung der Schraubverbindung innerhalb einer elektronischen Recheneinrichtung abgespeichert werden.It has also proven to be advantageous if the screwing device is designed to characterize the screwed connection as OK if the detected contact resistance exceeds a predetermined resistance threshold value and if the detected torque exceeds a predetermined torque threshold value. In particular, the quality of the screw connection can thus be reliably determined in that both the detected contact resistance and the detected torque exceed the specified threshold value. In particular, the screw connection has a low transition resistance and a high torque when the screw connection is OK. In particular, both parameters, ie the contact resistance and the detected torque, can be stored accordingly and, for example, stored within an electronic computing device for monitoring the screw connection.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Schraubverbindung mittels einer Schraubvorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei mittels einer Erfassungseinrichtung der Schraubvorrichtung ein elektrischer Übergangswiderstand der Schraubverbindung als ein die Schraubverbindung charakterisierender Parameter erfasst wird. Insbesondere wird die Schraubverbindung, beispielsweise durch Drehen einer Schraube entsprechend erfasst. Insbesondere kann sowohl während der Erzeugung der Schraubverbindung als auch nach der Herstellung der Schraubverbindung wiederum der elektrische Übergangswiderstand erfasst werden und in Abhängigkeit davon wiederum eine Qualität beziehungsweise Güte der Schraubverbindung überwacht werden. Zusätzlich kann auch sowohl während des Schraubvorgangs als auch nach dem Schraubvorgang ein entsprechendes Drehmoment erfasst werden, wodurch alternativ beziehungsweise redundant die Schraubverbindung überwacht werden kann.A further aspect of the invention relates to a method for producing a screw connection by means of a screwing device according to the preceding aspect, with an electrical contact resistance of the screwed connection being recorded as a parameter characterizing the screwed connection by means of a detection device of the screwing device. In particular, the screw connection is detected accordingly, for example by turning a screw. In particular, the electrical contact resistance can be recorded both during the production of the screw connection and after the production of the screw connection, and the quality or grade of the screw connection can be monitored as a function of this. In addition, a corresponding torque can also be detected both during the screwing process and after the screwing process, as a result of which the screw connection can be monitored alternatively or redundantly.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Schraubvorrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens anzusehen. Insbesondere weist die Schraubvorrichtung gegenständliche Merkmale auf, um entsprechende Verfahrensschritte durchführen zu können.Advantageous configurations of the screwing device are to be regarded as advantageous configurations of the method. In particular, the screwing device has specific features in order to be able to carry out corresponding method steps.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figur und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention result from the claims, the figure and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figure can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt dabei die einzige Figur eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Schraubvorrichtung.The invention will now be explained in more detail using a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawings. The only figure shows a schematic side view of an embodiment of a screwing device.

In der Figur sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figure.

1 zeigt eine schematische Seitenansicht gemäß einer Ausführungsform einer Schraubvorrichtung 10. Die Schraubvorrichtung 10 ist zum Erzeugen einer Schraubverbindung 12 zwischen zumindest einem ersten Element 14 und einem zweiten Element 16 ausgebildet, wobei die Schraubvorrichtung 10 eine Sensoreinrichtung 18 aufweist, welche zum Erfassen eines die Schraubverbindung 12 charakterisierenden Parameters ausgebildet ist. 1 shows a schematic side view according to one embodiment of a screwing device 10. The screwing device 10 is designed to produce a screw connection 12 between at least a first element 14 and a second element 16, with the screwing device 10 having a sensor device 18 which is used to detect a screw connection 12 characterizing Parameter is formed.

Es ist dabei vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung 18 zum Erfassen eines elektrischen Übergangswiderstand 20 der Schraubverbindung 12 als der charakterisierende Parameter ausgebildet ist.Provision is made here for the sensor device 18 to be designed to detect an electrical contact resistance 20 of the screw connection 12 as the characterizing parameter.

Insbesondere weist im folgenden Ausführungsbeispiel die Schraubvorrichtung 10 einen Schraubkopf 22 auf, welcher zum Erzeugen der Schraubverbindung 12 ausgebildet ist. Der Schraubkopf 22 kann dabei insbesondere zumindest einen Teil der Sensoreinrichtung 18 aufweisen, um den Übergangswiderstand 20 zu messen. Beim folgenden Ausführungsbeispiel kann es sich beim ersten Element 14 um ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs handeln und beim zweiten Element 16 um ein Kabel. Beispielsweise kann es sich dann mittels der Schraubverbindung 12 ein Anschluss des Karosseriebauteils mit dem Kabel handeln. Beispielsweise zum Erzeugen einer elektrischen Masseverbindung. Alternativ oder ergänzend kann es sich bei dem ersten Element und dem zweiten Element um Elemente eines Bordnetzes, beispielsweise eines 48V Netzes, beziehungsweise um ein Hochvoltbordnetz handeln, wobei mittels der Schraubverbindung 12, dann entsprechende Komponenten des Bordnetzes beziehungsweise Hochvoltbordnetzes miteinander verknüpft werden können.In particular, in the following embodiment, the screwing device 10 has a screw head 22 which is used to generate the Screw connection 12 is formed. The screw head 22 can in particular have at least part of the sensor device 18 in order to measure the contact resistance 20 . In the following exemplary embodiment, the first element 14 can be a body component of a motor vehicle and the second element 16 can be a cable. For example, the screw connection 12 can then be used to connect the body component to the cable. For example to create an electrical ground connection. Alternatively or additionally, the first element and the second element can be elements of a vehicle electrical system, for example a 48V system, or a high-voltage vehicle electrical system, with the screw connection 12 then being able to link corresponding components of the vehicle electrical system or high-voltage vehicle electrical system.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schraubvorrichtung 10 ferner eine elektronische Recheneinrichtung 24 aufweist, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem erfassten Übergangswiderstand 20 einen Schraubvorgang zum Erzeugen der Schraubverbindung 12 zu unterbrechen. Ferner kann die elektronische Recheneinrichtung 24 dazu ausgebildet sein, den erfassten Übergangswiderstand 20 abzuspeichern.In particular, it can be provided that the screwing device 10 also has an electronic computing device 24 which is designed to interrupt a screwing process for producing the screwed connection 12 as a function of the detected contact resistance 20 . Furthermore, the electronic computing device 24 can be designed to store the recorded contact resistance 20 .

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Schraubvorrichtung 10 dazu ausgebildet ist, einen aktuellen Umgebungsparameter 26 einer Umgebung 28 der Schraubvorrichtung 10 bei der Erfassung des Übergangswiderstands 20 zu berücksichtigen. Hierzu kann beispielsweise die Schraubvorrichtung 10 weitere Sensoreinrichtungen aufweisen, um den Umgebungsparameter 26 erfassen zu können. Beispielsweise kann die Schraubvorrichtung 10 dazu ausgebildet sein eine aktuelle Temperatur und/oder eine aktuelle Luftfeuchtigkeit als Umgebungsparameter 26 zu erfassen. Ferner können auch Materialeigenschaften der Schraubverbindung 12 mit der Schraubvorrichtung 10 berücksichtigt werden.Furthermore, it can be provided that the screwing device 10 is designed to take into account a current environmental parameter 26 of an environment 28 of the screwing device 10 when detecting the contact resistance 20 . For this purpose, for example, the screwing device 10 can have additional sensor devices in order to be able to detect the environmental parameter 26 . For example, the screwing device 10 can be designed to record a current temperature and/or a current humidity as an environmental parameter 26 . Furthermore, material properties of the screw connection 12 with the screw device 10 can also be taken into account.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Schraubvorrichtung 10 eine Warneinrichtung 30 aufweist, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem erfassten Übergangswiderstand 20 eine Warnmeldung für einen nicht dargestellten Nutzer der Schraubvorrichtung 10 auszugeben. Die Schraubvorrichtung 10 kann ferner eine Anzeigeeinrichtung 32 aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, den erfassten Übergangswiderstand 20 auf der Anzeigeeinrichtung 32 für einen Nutzer der Schraubvorrichtung 10 auszugeben.Furthermore, it can be provided that the screwing device 10 has a warning device 30 which is designed to output a warning message for a user of the screwing device 10 (not shown) as a function of the detected contact resistance 20 . The screwing device 10 can also have a display device 32 which is designed to output the recorded contact resistance 20 on the display device 32 for a user of the screwing device 10 .

Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass die Schraubvorrichtung 10 eine weitere Erfassungseinrichtung 34 aufweist, welche dazu ausgebildet ist, ein aktuelles Drehmoment der Schraubverbindung 12 zu erfassen. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Schraubvorrichtung 10 dazu ausgebildet ist, die Schraubverbindung 12 als In-Ordnung zu charakterisieren, wenn der erfasste Übergangswiderstand 20 einen vorgegebenen Widerstandsschwellwert überschreitet und wenn das erfasste Drehmoment einen vorgegebenen Drehmomentschwellwert überschreitet.It can also be provided that the screwing device 10 has a further detection device 34 which is designed to detect a current torque of the screw connection 12 . For this purpose, it can be provided, for example, that the screwing device 10 is designed to characterize the screwed connection 12 as OK if the detected contact resistance 20 exceeds a predefined resistance threshold value and if the detected torque exceeds a predefined torque threshold value.

Insbesondere schlägt somit die Erfindung vor, dass die Sensoreinrichtung 18 zur Übergangswiderstandsmessung in die Schraubvorrichtung 10 integriert ist und beispielsweise alternativ oder gemeinsam mit der Drehmoment-Drehwinkelüberwachung von der elektronischen Recheneinrichtung 24 überwacht werden kann. Die Verschraubung wird dabei als In-Ordnung bezeichnet, wenn die Drehmoment-Drehwinkelkurve in einem vorgegebenen Fenster, beispielsweise in sogenannten Neunerfeld, landet und der Übergangswiderstand 20 ebenfalls als In-Ordnung erfasst wird, also auch im festgelegten Rahmen oder Bereich liegt. Die Schraubvorrichtung 10 kann zur Widerstandsmessung an den entsprechenden Stellen mit den dafür vorgesehenen Kontakten aufliegen. Die Übergangswiderstandsmessung kann auch bei anderen Verbindungsarten durchgeführt werden, zum Beispiel bei Nieten.In particular, the invention therefore proposes that the sensor device 18 for measuring the contact resistance is integrated into the screwing device 10 and can be monitored by the electronic computing device 24, for example alternatively or together with the torque/rotation angle monitoring. The screw connection is referred to as OK if the torque/angle of rotation curve ends up in a predetermined window, for example in the so-called field of nine, and the contact resistance 20 is also recorded as OK, i.e. it is also within the specified frame or range. For resistance measurement, the screwing device 10 can rest at the appropriate points with the contacts provided for this purpose. The contact resistance measurement can also be carried out with other types of connections, for example with rivets.

Die Erfindung betrifft dabei auch ein Verfahren zum Erzeugen der Schraubverbindung 12 mittels der Schraubvorrichtung 10, wobei während eines Schraubvorgangs beziehungsweise nach dem Schraubvorgang insbesondere der Übergangswiderstand 20 mittels der Schraubvorrichtung 10 erfasst werden kann.The invention also relates to a method for producing the screw connection 12 by means of the screwing device 10, wherein the contact resistance 20 in particular can be detected by means of the screwing device 10 during a screwing process or after the screwing process.

Bezugszeichenlistereference list

1010: Schraubvorrichtungscrew device
1212: Schraubverbindungscrew connection
1414: erstes Elementfirst item
1616: zweites Elementsecond item
1818: Sensoreinrichtungsensor device
2020: Übergangswiderstandcontact resistance
2222: Schraubkopfscrew head
2424: elektronische Recheneinrichtungelectronic computing device
2626: Umgebungsparameterenvironmental parameters
2828: UmgebungVicinity
3030: Warneinrichtungwarning device
3232: Anzeigeeinrichtungdisplay device
3434: weitere Sensoreinrichtungfurther sensor device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 0724935 B1 [0003]
DE 3938787 A1 [0004]

Claims

Screwing device (10) for producing a screwed connection (12) between at least one first element (14) and a second element (18), the screwing device (10) having a sensor device (18) which is used to detect a characteristic of the screwed connection (12). parameter, characterized in that the sensor device (18) is designed to detect an electrical contact resistance (20) of the screw connection (12) as the characterizing parameter.

Screw device (10) after claim 1 , characterized in that the screwing device (10) has an electronic computing device (24) and is designed to interrupt a screwing process for producing the screw connection (12) as a function of the detected contact resistance (20).

screw device claim 1 or 2 , characterized in that the screwing device has an electronic computing device and is designed to store the detected contact resistance.

Screwing device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the screwing device (10) is designed to take into account a current environmental parameter (26) of an environment (28) of the screwing device (10) when detecting the contact resistance (20).

Screw device (10) after claim 4 , characterized in that the screwing device (10) is designed to take into account a current temperature and/or a current humidity as environmental parameters (26) and/or material properties of the screw connection (12).

Screwing device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the screwing device (10) has a warning device (30) which is designed to issue a warning message for a user of the screwing device (10) as a function of the detected contact resistance (20). to spend

Screwing device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the screwing device (10) has a display device (32) which is designed to display the recorded contact resistance (20) on the display device (32) for a user of the screwing device (10 ) to issue.

Screwing device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the screwing device (10) has a further detection device (34) which is designed to detect a current torque of the screw connection (12).

Screw device (10) after claim 8 , characterized in that the screw device (10) is designed to characterize the screw connection (12) as OK if the detected contact resistance (20) exceeds a predetermined resistance threshold value and if the detected torque exceeds a predetermined torque threshold value.

Method for producing a screw connection (12) by means of a screwing device (10) according to one of Claims 1 until 9 , wherein an electrical contact resistance (20) of the screw connection (12) is detected as a parameter characterizing the screw connection (12) by means of a sensor device (18) of the screwing device (10).